【題目】某實驗小組用軟錳礦制備高錳酸鉀,主要實驗步驟如下:
步驟一:將軟錳礦(主要成分為MnO2)、KClO3和KOH固體按一定比例混合后強熱可制得綠色K2MnO4;
步驟二:將反應后固體充分溶解、過濾,向濾液中通入過量CO2氣體使溶液顯酸性,K2MnO4在酸性條件下反應得到KMnO4、MnO2和K2CO3,最后分離得到高錳酸鉀晶體。
請回答下列問題:
(1)請寫出步驟一的化學方程式____________________________,此反應不能用瓷坩堝,原因是(用化學方程式表示)_________________________________;
(2)否用濃鹽酸代替步驟二中的CO2 ,請簡要分析原因__________________________;
(3)部分化合物的溶解度隨溫度的變化如下表所示,從步驟二反應后的混合溶液中分離得到高錳酸鉀晶體的方法是蒸發(fā)濃縮、_____________,過濾、洗滌、烘干。為進一步增加得到的產(chǎn)品(高錳酸鉀晶體)的純度,常采用的實驗方法是____________;
一些化合物的溶解度S/g(100g H2O)-1
0℃ | 10℃ | 20℃ | 30℃ | 40℃ | 50℃ | |
KCl | 27.6 | 31.0 | 34.0 | 37.0 | 40.0 | 42.6 |
K2CO3 | 51.3 | 52.0 | 52.5 | 53.2 | 53.9 | 54.8 |
KMnO4 | 2.83 | 4.4 | 9.0 | 12.7 | 16.9 | 22.2 |
(4)按以上方法制備高錳酸鉀,每3 mol K2MnO4徹底反應理論上生成_________mol KMnO4;為增大錳酸鉀的原子利用率,更好的制備方法是電解法。以K2MnO4溶液為電解液,采用惰性電極電解,當陰極在標準狀況下產(chǎn)生5.6 L H2時,產(chǎn)生KMnO4的物質(zhì)的量是________mol。
【答案】3MnO2 + KClO3 + 6KOH = 3K2MnO4 + KCl +3H2O SiO2 +2KOH=K2SiO3+ H2O 不能,以為濃鹽酸和高錳酸鉀會發(fā)生反應 冷卻結(jié)晶 重結(jié)晶 2 0.5
【解析】
(1)軟錳礦主要成分為MnO2,把MnO2、KClO3和KOH固體按一定比例混合后強熱可制得綠色K2MnO4和KCl,反應方程式為;3MnO2 + KClO3 + 6KOH = 3K2MnO4 + KCl +3H2O。瓷坩堝主要成分為SiO2 會和KOH溶液反應,其化學方程式為SiO2 +2KOH=K2SiO3+ H2O,所以此反應不能用瓷坩堝。答案:3MnO2 + KClO3 + 6KOH = 3K2MnO4 + KCl +3H2O;SiO2 +2KOH=K2SiO3+ H2O。
(2) 因為K2MnO4在酸性條件下反應得到KMnO4、MnO2和K2CO3,濃鹽酸能和KMnO4放出氯氣,最后得不到高錳酸鉀晶體,所以不能用濃鹽酸代替步驟二中的CO2 。答案:不能,以為濃鹽酸和高錳酸鉀會發(fā)生反應。
(3)部分化合物的溶解度隨溫度的變化如下表所示,從步驟二反應后的混合溶液中分離得到高錳酸鉀晶體的方法是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶 、過濾、洗滌、烘干。為進一步增加得到的產(chǎn)品(高錳酸鉀晶體)的純度,常采用重結(jié)晶的實驗方法進行提純。答案:冷卻結(jié)晶 、 重結(jié)晶。
(4)由K2MnO4在酸性條件下反應得到KMnO4、MnO2和K2CO3,此反應方程式為3K2MnO4+2CO2= 2KMnO4+MnO2+2K2CO3,根據(jù)反應方程式每3 mol K2MnO4徹底反應理論上生成2mol KMnO4.
以K2MnO4溶液為電解液,采用惰性電極電解,當陰極在標準狀況下產(chǎn)生5.6 L H2時,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為5.6L/22.4Lmol-12=0.5mol,由K2MnO4KMnO4的物質(zhì)的量為0.5mol。答案:2;0.5。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】甲醇是一種可再生能源,具有開發(fā)和應用的廣闊前景,工業(yè)上一般可采用如下反應來合成甲醇: CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),現(xiàn)在實驗室模擬該反應并進行分析。
(1)下圖是該反應在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的曲線。
①該反應的焓變ΔH__________0(填“>”、“<”或“=”)。
②T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關系是K1_______K2 (填 “>”、“<”或“=”)。
③若容器容積不變,下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是______________。
A.升高溫度 B.將CH3OH(g)從體系中分離
C.使用合適的催化劑 D.充入He,使體系總壓強增大
(2)在容積為2 L的密閉容器中,由CO2和H2合成甲醇,在其他條件不變的情況下,考察溫度對反應的影響,如圖所示
下列說法正確的是________(填序號);
①溫度為T1時,從反應開始到平衡,生成甲醇的平均速率為v(CH3OH)=nA/tAmol·L-1·min-1
②該反應在T1時的平衡常數(shù)比T2時的小
③該反應為放熱反應
④處于A點的反應體系從T1變到T2,達到平衡時增大
(3)在T1溫度時,將1 mol CO2和3 mol H2充入一密閉恒容容器中,充分反應達到平衡后,若CO2的轉(zhuǎn)化率為α,則容器內(nèi)的壓強與起始壓強之比為_____________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】用3.0g乙酸和4.6g乙醇反應,若實際產(chǎn)率是理論產(chǎn)率的67%,則可得到的乙酸乙酯的質(zhì)量為:
A. 2.95gB. 4.4gC. 7.48gD. 8.8g
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】[化學——選修3:物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]金屬鈦(Ti)被譽為21世紀金屬,具有良好的生物相容性,它兼具鐵的高強度和鋁的低密度,其單質(zhì)和化合物具有廣泛的應用價值.氮化鈦(Ti3N4)為金黃色晶體,由于具有令人滿意的仿金效果,越來越多地成為黃金的代替品.以TiCl4為原料,經(jīng)過一系列反應可以制得Ti3N4和納米TiO2(如圖1).
圖中的M是短周期金屬元素,M的部分電離能如下表:
I1 | I2 | I3 | I4 | I5 | |
電離能/kJmol﹣1 | 738 | 1451 | 7733 | 10540 | 13630 |
請回答下列問題:
(1)Ti的基態(tài)原子外圍電子排布式為_____________.
(2)M是_____(填元素符號),該金屬晶體的堆積模型為六方最密堆積,配位數(shù)為_____。
(3)納米TiO2是一種應用廣泛的催化劑,納米TiO2催化的一個實例如圖2所示.化合物甲的分子中采取sp2方式雜化的碳原子有__ 個,化合物乙中采取sp3方式雜化的原子對應的元素的電負性由大到小的順序為________________。
(4)有一種氮化鈦晶體的晶胞與NaCl晶胞相似,如圖3所示,該晶胞中N、Ti之間的最近距離為a pm,則該氮化鈦的密度為____________________gcm﹣3(NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,只列計算式)。該晶體中與N原子距離相等且最近的N原子有__________。
(5)科學家通過X﹣射線探明KCl、MgO、CaO、TiN的晶體與NaCl的晶體結(jié)構(gòu)相似.且知三種離子晶體的晶格能數(shù)據(jù)如下:
離子晶體 | NaCl | KCl | CaO |
晶格能/kJmol﹣1 | 786 | 715 | 3401 |
KCl、CaO、TiN三種離子晶體熔點由高到低的順序為_____________________.
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】化學在環(huán)境保護中起著十分重要的作用,電化學降解NO3-的原理如圖所示。下列說法不正確的是( )
A. 電解過程中,每轉(zhuǎn)移1mol電子,則左側(cè)電極就產(chǎn)生16g O2
B. 溶液中H+從陽極向陰極遷移
C. Ag-Pt電極的電極反應式為2NO3-+12H++10e-=N2↑+6H2O
D. B為電源的負極
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某酸溶液中c(H+)=0.1 mol·L-1,則該溶液的物質(zhì)的量濃度( )
A.一定等于0.1 mol·L-1B.一定大于0.1 mol·L-1
C.一定小于0.1 mol·L-1D.無法確定
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】科學家正在研究開發(fā)新的能源,如核能、太陽能、風能、地熱、潮汐熱等!熬G色能源”是目前正在研究的新能源之一,把高粱、玉米等綠色植物的種子經(jīng)發(fā)酵、蒸餾就可以得到“綠色能源”中的一種。這種物質(zhì)是
A.氫氣 B.甲烷 C.酒精 D.木炭
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列設計的實驗方案能達到相應實驗目的的是
選項 | 實驗目的 | 實驗方案 |
A | 探究化學反應的限度 | 取5mL0.1mol/LKI溶液,滴加0.1molLFeCl3溶液5~6滴,充分反應,可根據(jù)溶液中既含I2又含I-的實驗事實判斷該反應是可逆反應 |
B | 探究濃度對化學反應速率的影響 | 用兩支試管各取5ml.0.1mo/L的KMnO4溶液,分別加入2mL0.1mol/L和10.2mol/L的H2C2O4(草酸)溶液,記錄溶液褪色所需的時間 |
C | 證明海帶中含有碘元素 | 將海帶剪碎、加蒸餾水浸泡,取濾液加幾滴稀硫酸和1mLH2O2,再加入幾滴淀粉溶液,溶液變藍 |
D | 驗證CH3COONa 溶液中存在水解平衡 | 取CH3COONa溶液于試管中并加入幾滴酚酞試劑,再加入醋酸銨固體(其水溶液呈中性),觀察溶液顏色變化 |
A. A B. B C. C D. D
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】關于從碘水中萃取碘的實驗,下列說法錯誤的是( )
A.分液漏斗使用前要檢驗其是否漏液
B.萃取劑要求不溶于水,且碘在其中的溶解度比在水中的大
C.注入碘水和萃取劑,倒轉(zhuǎn)分液漏斗反復用力振蕩后立即分液
D.該實驗需要選用的儀器是燒杯、分液漏斗、鐵架臺(帶鐵圈)
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